真空断路器的弹簧操作机构工作原理及优缺点

弹簧操作机构的工作原理

真空断路器的弹簧操作机构由弹簧贮能、合闸维持、分闸维持、分闸四个部分组成，零部件数量较多，约200 个，利用机构内弹簧拉伸和收缩所储存的能量进行断路器合、分闸操作。弹簧能量的储存由储能电机减速机构的运行来实现，而断路器的合、分闸动作靠合、分闸线圈来控制，弹簧操作机构的关键部件为分闸弹簧和合闸弹簧，它将电动机的机械功在短时间内储存于合闸弹簧中，然后将合闸弹簧能量释放进行合闸；在分闸过程中，分闸弹簧储能，用作分闸动力。因此断路器合、分闸操作的能量取决于弹簧储存的能量而与电磁力的大小无关，不需要太大的合、分闸电流。

弹簧操作机构的优点主要有：

①合、分闸电流不大，不需要大功率的操作电源；

②既可远方电动储能，电动合、分闸，也可就地手动储能，手动合、分闸，因此在操作电源消失或出现操作机构拒绝电动的情况下也可以进行手动合、分闸操作；

③合、分闸动作速度快，不受电源电压变动的影响，且能快速自动重合闸；

④储能电机功率小，可交直流两用；

⑤弹簧操作机构可使能量传递获得最佳匹配，并使各种开断电流规格的断路器通用同一种操作机构，选用不同的储能弹簧既可，性价比优。

真空断路器的弹簧操作机构的缺点主要有：

①结构比较复杂，制造工艺复杂，加工精度要求高，制造成本比较高；

②操作冲力大，对构件强度要求高；

③容易发生机械故障而使操作机构拒动，主要原因在于，电动储能不到位，挂簧拐臂还没有过死点位置，行程开关便将储能电机电源切除，这时将无法实现电动合闸。由于操作合闸按键后，断路器拒绝合闸，辅助开关不能及时切除合闸回路，经常引起合闸线圈长期带电而烧毁合闸线圈或行程开关；

④存在误跳现象，有时误跳后分闸不到位，无法判断其合分位置；

⑤分闸速度特性较差。

弹簧操作机构在很多方面克服了电磁操作机构的缺点，目前在配电系统中使用广泛。

弹簧操作机构由储能电机，储能弹簧，合闸线圈，分闸线圈等组成。这种机构本身功率要求小，而且对电源要求低，操作电源为AC/DC220,DC48.DC24等都适用，分合闸速度快，力量大，分合闸操作没有响应延时（分闸操作后可以立即合闸操作），它还具有手动操作的功能，当设备断电时，可以手动操作。它机械部分比较复杂有200多个零件组成，虽然目前弹簧操作技术已经比较成熟，但是故障率还是比较高，理论上机械寿命是10000次，实际只有5000次都不到。

操纵机构的种类与区别与分别应用

什么是永磁操作机构呢？

简单的讲就是以永磁体为主要传动力的一种机构。

永磁操作机构的结构最简单，是弹簧操作机构的零部件的7%，它的机械寿命理论上有10万次，但是它对电源要求高，要求DC220V电源，而且需要加入大电容。它分合闸操作有响应延时（分闸操作后不能立即合闸操作，需要延时几秒给电容充电），它一般需要加装手动操作机构，当设备断电时，可以依靠手动操作。

永磁操作机构分为单稳态机构和双稳态机构,

单稳态机构:只有一个线圈，通过变换直流电的方向实现分合闸操作，但是这样会对永久磁铁有退磁作用，稳定性差。

双稳态机构:有分闸线圈和合闸线圈两组，不需要通过变换直流电的方向，分闸线圈通电时实现分闸，合闸线圈通电时实现合闸。它的分合闸可靠，不会影响永久磁铁磁性。缺点是无法实现手动分闸（双稳态永磁机构拥有3个永磁体）

什么是电磁操作机构呢？

简单的讲就是电磁体为主要传动力的一种机构。

电磁操作机构∶

电磁操作机构是最早的时候使用的一种操作机构，它主要由电磁铁组成，和永磁机构不同的是，它需要大功率的电源，合闸时靠机械锁扣保持不是依靠永磁体，分闸时靠分闸簧脱扣。机械结构比永磁机构复杂，不能具备手动操作的能力。（目前已被淘汰）

好了，本期对于真空断路器的操作机构就简单介绍到这里，下期将带大家一起了解真空断路器的一些预防性和破坏性试验。